스마트카 기술 표준화, 안전·효율·편의성 제고
자율주행 자동차, 2035년까지 9540만 대 판매로 연 성장률 85% 예상


최근 구글이 선보인 무인자동차는 국내에서도 뜨거운 반응을 보이며 스마트카에 대한 관심을 높이는 데 일조했다. 이와 관련, 본지에서는 ‘지능형 자동차 산업 전망과 최신 기술 동향 세미나’에서 자동차부품연구원 자율주행기술연구센터 류시복 센터장이 발표한 지능형 자동차 기술의 표준화 동향에 대해 살펴본다.


정리 신아현  인턴기자(tls2246@hellot.net)



스마트카란, 자동차 기술에 차세대 전기전자, 정보통신, 지능제어 기술을 접목하여 자동차의 내·외부 상황을 실시간으로 인식함으로써 고안전·친인간·eITS 서비스를 제공할 수 있는 미래형 자동차를 말한다.
우리나라도 작년에 자율주행자동차연구센터를 신설하는 등 스마트카에 대한 관심이 높아지고 있다. 자율주행 기능을 갖춘 자동차는 2020년쯤 시판될 전망이며, 2020년 8,000대를 기점으로 2035년까지 세계 3대 시장을 기준으로 9,540만 대가 판매될 것으로 보여 연 성장률이 약 85%에 이를 것으로 예상되고 있다.

시장 성장과 더불어 정책 및 규제 강화

세계 각국에서는 스마트카 관련 정책이 속속 정비되고 있다. 우선 미국에서는 FMVSS(Federal Motor Vehicle Safety Standards)에서 자기인증 시스템(Self-certification)을 중심으로 시행하고 있다. 또한 유럽에서는 독일을 중심으로 통일기술규정 및 E-mark를 제정 및 시행하고 있으며, 지속적인 개정 및 신규 기준 제정을 통해 기술 기준을 강화하고 있다.
우리나라의 경우 신차 평가 제도(NCAP ; New Car Assessment Pro- gram)를 중심으로 규제하고 있는데, 정부에서는 자동차안전연구원을 통해 차의 안전성을 테스트하고 자동 비상 제동 장치(AEBS ; Automatic Emer- gency Braking System), 주간 주행등(DRL ; Daytime Running Light), 차선 이탈 경고 시스템(LDWS ; Lane Departure Warning System) 등 다양한 제품군에 대한 의무 장착 로드맵을 만들어 시행하고 있다.
또한 자동차 규제 강화도 이슈가 되고 있다. 자율 긴급 제동 장치(AEB ; Autonomous Emergency Braking) 규제의 경우 AEB City, AEB Urban, AEB Pedestrian의 3단계로 진행된다. 현재 보행자를 발견하고 정보를 얻어 자동 제동하는 부분을 중점적으로 연구하는 것이 세계적인 추세이다.
자율주행기술연구센터에서는 자율주행 핵심 기술을 주변 상황 인지, 경로 생성, 운전자, EE-Arch/V2X (Vehicle to Everything) 부분과 같이 네 가지로 나눠 연구하고 있다. 이중 특히 정적인 정보를 모아 세팅한 정보를 올려놓고 실시간으로 업데이트해서 만드는 동적 맵(Dynamic Map)을 핵심 기술로 하여, 주행경로 생성 기술과 함께 연구되고 있다. 그리고 이종 센서 통합 인지, 자차 위치 보정 기술 기반의 실시간 동적 맵 생성 기술, 정지/이동 장애물 추적 및 주행 상황 통합 판단 기술, 장애물 회피를 위한 실시간 주행경로 생성 기술 등도 연구되고 있다. 서라운드 센서 기술도 개발되고 있는데, 비전 센서를 중심으로 과제가 진행되고 있으며, 카메라 기반 평가 시스템 및 평가 기술도 개발되고 있다.
또한 차세대 HMI(Human Machine Interface) 기술로는 멀티모달(음성, 영상, 생체) 인터페이스 기반 운전자 상태 & 감성 맞춤형 HMI 시스템이 개발되고 있으며, 제스처 인식 등의 과제도 진행되고 있다. 이와 관련해 개인 맞춤형(교통 약자 포함) 고감성 Connected Car 편의 부품 및 시스템 평가 기술도 연구 중에 있다.
능동 안전 기술(Active Safety, ADAS)은 자율주행 기술의 근간을 이루며 주행안전, 운전지원, 사고 피해 경감을 목표로 연구되고 있다. 지금까지는 주로 차량 내 센서만을 기반으로 하여 개발이 진행됐지만, 향후 V2X 통신 기술을 이용하여 타 차량의 정보 및 인프라 정보를 융합하는 기술로 발전할 것이라고 예상된다.

스마트카 관련 표준 동향

스마트카 안전과 관련된 국제 표준화로는 ISO TC(Technical Committee) 22와 ISO TC204가 있다. ISO TC22는 자동차, ISO TC204는 지능형 교통체계(ITS)와 관계된다.
ISO TC22 중에서는 SC3가 전기/전장 부분의 전반적인 내용을 모두 다루고 있으므로, 스마트카와 가장 연관이 깊다. 그 밖에 관련 SC로는 SC9(Vehicle Dynamics and Road-holding Ability), SC12(Passive Safety Crash Protection Systems), SC13(Ergonomics Applicable to Road Vehicles), SC17(Visibility), SC21(Electrically Propelled Vehicles), SC22/23(Motorcycles/Mopeds) 등이 있다.
현재 이슈가 되고 있는 HMI를 자동차 내에서 어디까지 허용할 것인가 하는 부분이 문제로 떠오르고 있다. 우리나라의 경우 국토교통부와 경찰청이 협의해 DMB 시청을 금지했으며, 전 세계적으로도 규제해야 한다는 의견이 높다. 이와 관련해 자동차에 들어갈 디스플레이 시스템에 대해 어느 정도까지 허가해야 하는지, 동영상 이외의 정보는 어느 정도까지 허가해야 하는지에 대해 논의되고 있다.
ISO TC204 중에서는 WG3가 대표적인데, 디지털 맵의 업데이트 방식, GDF(Geographic Data File), PSF(Physical Storage Format), LRS(Location Referencing System) 등의 표준화가 진행되고 있다.
WG14에서는 능동 안전 기술 관련 표준을 담당하는데, 첨단 기술로 운전자의 운전 부담을 덜어주고 편의성을 개선하여 사고를 예방하며 피해를 줄이는 것이 목적이다.
WG16은 ITS 통신 규격을 담당하며 차량 안전 증진, 교통 물류 서비스 확대, 효과적인 교통통신망 구축 및 교통 데이터 수집, 응급상황 대처, 다양한 ITS 서비스 제공을 위한 시스템 구조 및 안전한 통신 데이터 보안에 대한 기술을 담당한다. 또한 WAVE, 장거리 통신 시스템(CALM), 차량 프로브 정보시스템 등도 개발되고 있다.
WG17(Nomadic Device)은 스마트폰과 같이 차량 내부에서는 자동차용으로, 외부에서는 다른 용도로 사용하는 시스템을 말한다. 차량 내 ITS 서비스를 제공하고 운전자 지원 및 경고 시스템 표준을 개발하며 차량과 통신하기 위해 Vehicle Station Gateway를 제안, TC22/SC3와 협력 중이다.
WG18(Cooperative ITS)은 ITS 스테이션 간의 안전하고 지속 가능한 상호통신 및 정보교환을 위한 표준이다. 유럽의 CEN TC278 WG16과 공조하며, EU의 표준을 ISO로 진입시키기 위한 창구 역할의 의미가 강하다.
스마트 자동차에 대한 표준 R&D 로드맵의 OV(Overall view) 다이어그램은 그림 1과 같다. Application Layer는 교통사고 저감, 운전자 편의 증대, 교통 인프라 정보 연계가, Core Requirement Layer는 주행 상황 및 위치 센싱 기술, 판단 및 제어 기술, 운전자 모니터링 및 HVI, 차량 내/외부 통신 기술이 최종 목표이다. Business Ecosystem Layer는 탑승자, 교통 타깃, 센싱 시스템, 차량 운동 제어장치, 경고, 정보 제공, 편의장치, 인프라, 서비스 사업자로 구성되어 있다.

TC204 WG14 현황 및 신규 제안

ISO TC204 WG14는 TC22와의 협력을 통해 지능형 자동차 시스템에 관한 국제 표준을 제정하고 있고, 액티브 세이프티를 담당하는 국가는 우리나라를 비롯해 미국, 독일, 일본 등 11개 국가이다. 업무 범위는 다음과 같다(그림 3). WG14는 외부 센싱을 통해 카메라, 레이더, 통신 등으로 판단하고 제어하거나 경고를 주는 부분에 대해 시스템 표준을 다룬다. 그래서 전시적인 로드맵을 보면 Standalone 시스템에서 Cooperative 시스템으로, 그 다음 Cooperative 시스템 중심으로 간 후, 나중에 표제를 만든다는 로드맵을 갖고 있다.
TC22와의 역할 분담은 중요하다 TC204/WG14에서는 외부 정보를 이용해 시스템 표준을 만들고, TC22에서는 ABS나 ESP, TCS 같은 내부 정보를 이용하여 시스템 표준, 부품 또는 인터페이스에 대한 표준을 만든다.
RDPS는 일본에서 제안한 것으로, 도로에서 실선을 넘어가지 않게 방지하는 시스템인데 속도를 제어하는 것이 주요 기능이다. 운전자가 졸음운전을 할 가능성에 대비한다.
CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control) 시스템은 우선 V2V (Vehicle to Vehicle) 통신에 기반을 두고 있다. 일반적으로 앞차가 먼저 출발하면 간격을 보고 뒤에 있는 차가 출발하고, 또 앞차와 일정 간격이 유지되면 뒤에 있는 차가 출발하다 보니 주행속도가 상당히 느려진다. 그로 인해 교통체증이 많이 발생하는데, CACC는 기존의 HC에 통신 기능을 부합하여 차가 같이 출발하도록 한다. 그러면 같은 도로 용량에서 교통체증을 훨씬 줄일 수 있는데, CACC는 상당히 가까운 미래에 상용화될 수 있는 시스템이며, 일본과 미국에서는 이미 테스트 중이다.
HNS(Hazard Notification System)는 외부의 위험요소를 발견해 경고하고 정보를 주는 시스템이며, UTIS(Urban Traffic Information System)는 도시교통정보시스템의 약자로, 경찰청과 전국 자치단체가 합동으로 구축하고 있는 첨단 교통정보 시스템이다.

전문가 육성 및 국가 지원 필요

앞으로 스마트카 사업이 더욱 발전하려면, 자동차 관련 업계에서 스마트카 관련 국내/국제표준회의 및 표준화 단체에 보다 적극적으로 참여해야 한다.
또한 스마트카 표준화 전문가의 육성, 지원, 운영체계가 미흡한데, 기존의 자동차 기술과 ICT 기술 등 융합적인 측면의 시야를 가진 전문가들을 육성 및 발굴하여 표준화 활동을 적극 유도할 필요가 있다.
그리고 스마트카 관련 국책사업의 표준화 연계, 중장기적인 선행기술 관련 R&D 사업에 대한 지원이 보다 더 현실화 및 활성화되어야 하고, 스마트카 관련 표준화 활동이 통합적으로 조화를 이룰 필요가 있다.
또한 개방형 차량 소프트웨어 및 기능안전 표준 활성화를 위한 전문가 단체가 필요하며, 우리나라가 특히 취약한 차량용 소프트웨어 관련 에코시스템을 육성해야 한다. 그리고 V2X 기술 및 표준화에 대한 적극적인 활성화 정책을 시행하기 위해 주파수의 조기 재배치를 통한 WAVE 주파수 대역의 활용, 표준 검증을 위한 실제 외부 환경에서의 시험이 필요하다.